الزراعة بالكمبيوتر

الانفجار السكاني على الأبواب وعلماء التغذية والزراعة يبذلون أقصى الجهود لابتكار رسائل حديثة لإنجاح مهمة صعبة وهي توفير الغذاء لملايين الأفواه الجائعة مستعينين بالكمبيوتر لما فيه من طاقات هائلة في تصميم مزارع المستقبل التي ستسهم بكثافة زراعية عالية، وعلى أصغر رقعة خصبة. فبالواقع الافتراضي تمكن العلماء من مشاهدة نمو المحاصيل الزراعية في جميع مراحلها والسيطرة على أنواع ثمارها للحصول على أجودها على الشاشة. إنها ثورة خضراء فيها الأمل بالمستقبل، فبواسطتها نتذوق الفواكه والخضار على الشاشة وقبل أن نحرث الأرض لزراعتها. إنها مزارع الواقع الافتراضي المدهشة.

لقد حقق الكمبيوتر نجاحات متعددة في مختلف ميادين الحياة العملية والهندسية والتعليمية وغيرها، وكان ذلك دافعاً قوياً لدخول أهم مرافق الحياة ألا وهي الزراعة. فلقد باشر الخبراء في وضع البرامج العلمية لدراسة المراحل الزراعية وعلاقتها بخواص التربة والبيئة المحيطة بها لتحديد أنواع المحاصيل الزراعية المطلوبة وتحسين خواصها وإنتاجها. إنها البداية لتصنيع الزراعة والسيطرة على إنتاج حقول المستقبل بما يضمن رواج المحاصيل للتغلب على شبح المجاعة.

والدراسات لا تزال مستمرة لتطوير هذه البرامج لجعلها بأبعاد ثلاثية لتظهر حركة السيقان والجذور ونمو الثمار بشكل مجسم على الشاشة. ويتنبأ الخبير الزراعي Garth Smith في مؤسسة (Hort) النيوزيلندية للأبحاث أن يصبح هذا الإنجاز الكبير دافعاً يحفز المزارعين على الحماس والتسابق لإنتاج أفضل المحاصيل والغلات الزراعية، ولكن بعض المزارعين لا يزالون غير مقتنعين بهذه التكنولوجيا الحديثة ويعتبرونها ضرباً من الخيال، ولكنها ستصبح أمرا واقعاً عندما ستدر عليهم ثروات طائلة.

بلدان تستخدمها

أهم البلدان التي تجرى أبحاثاً مكثفة في هذه الطرق الزراعية الحديثة هي نيوزيلندة، واستراليا وفرنسا وكندا، كما باشرت أخيراً بلدان أخرى العمل في هذا الميدان كالولايات المتحدة الأمريكية وبريطانيا.

ويطمح خبراء الزراعة إلى تصميم برامج للكمبيوتر يمكن بواسطتها تحسين زراعة الفواكه للتحكم بطعمها وجعلها أكثر لذة عند تناولها لتحقيق أفضل أرباح عند البيع، أما في استراليا فيحاول خبراء الزراعة الاستعانة بهذه الطريقة الجديدة للقضاء على الأوبئة والآفات الزراعية التي تقضى على محاصيل القطن سنوياً وتؤدى إلى تدميرها.

وكان التفكير باستخدام الكمبيوتر في المجال الزراعي قبل عدة سنوات يعد ضرباً من الخيال، ولكن التوسع الكبير الذي شهده عالم الكمبيوتر حول هذا الخيال إلى واقع بفضل الطاقات المضافة لقدراته الذاتية، فأصبح بالإمكان إنجاز مثل هذه المهام بكفاءة وبأقل التكاليف.

المصاعب

من أهم المعوقات التي واجهت هذه البرمجة الزراعية اختلاف وتنوع المحاصيل الزراعية، فكل صنف ونوع يتطلب برنامجاً خاصاً، ولذلك بذلت جهود إضافية لتصميم برنامج عام في الكمبيوتر يصلح لزراعة مختلف أصناف النباتات. فتمت دراسة العلاقة بين أجزاء النباتات كالجذور والسيقان والأوراق والأزهار وترابطها مع بعضها خلال مرحلة النمو الزراعي، وبعد تحليل النتائج أمكن الوصول إلى برامج افتراضية للنبات وطرق زراعتها ومراحل نموها وتكاثرها. ولم يغفل هذا البرنامج الجديد تأثير البيئة كضوء الشمس ودرجات الحرارة على تكاثر النباتات، كما أن الكمبيوتر أخذ بنظر الاعتبار المؤثرات السلبية على العملية الزراعية كالآفات والحشرات التي تؤدى إلى تلف المحصول ورداءة إنتاجه ومذاقه.

قام فريق بقيادة (Philippe) من المركز الدولي للأبحاث الزراعية في فرنسا بدراسات مشابهة على المحاصيل معتمداً على نتائج ودراسات إحصائية جمعها عن النباتات المختلفة، فاستنيط نماذج تعتمد في نموها على هذه الدراسات الإحصائية المبرمجة، وكانت المفاجأة الكبرى في أن المحاصيل الزراعية الفعلية أظهرت دقة هذه الدراسات بدرجة كبيرة، كما تضمنت الدراسة الفرنسية تحديد أشكال النباتات عند نموها في ظروف مناخية متغايرة، وبذلك يمكن تحديد الناتج الزراعي الفعلي على ضوء التحاليل الإحصائية للطريقة.

التطوير

حاول خبراء الكمبيوتر في كندا تطوير هذا الابتكار، فتوصلوا إلى نظام جديد للإنتاج الزراعي أطلق عليه (L-Systems) يصلح لجميع المنتجات الزراعية ويعتمد على التدوير الحرفي في أدائه، فكل جزء من المحصول الزراعي يرمز إليه بحرف من الحروف الأبجدية والذي يمثل نظاما معقدا للنمو الزراعي يعتمد على دراسات متطورة في البحث والتقصي. وبذلك تكون النبتة عبارة عن سلسلة الحروف المعقدة والتي يمكن بواسطتها مراقبة نموها وتكاثرها للسيطرة على نشاط أجزائها.

وتوصل عالمان من جامعة (Calgayr) في كندا إلى ابتكار «الكمبيوتر الشامل» الذي بواسطته يمكن مراقبة ودراسة نمو النباتات الزراعية في مختبراتهم العلمية والتي أطلق عليها مختبرات الزراعة الافتراضية ((V.Lab ومن خلال التنسيق بين هذين العالمين تم التوصل لأولى بوادر التصنيع الزراعي الذي ينتظره العالم بفارغ الصبر.

يصف (Art Diggle) من وزارة الزراعة الأسترالية، طريقة الزراعة الافتراضية بأنها تشبه النافذة التي بواسطتها يمكنك مشاهدة حركة الجذور وتكاثرها تحت سطح الأرض، فالزراعة الافتراضية ستكون عماد الهندسة الزراعية في المستقبل لإنتاج أفضل الغلات الزراعية.

ففي أستراليا مثلاً تعاني تربتها من نقص في النيتروجين، لذلك يقوم Diggle)) بعمل نماذج مجسمة لتلك التربة في الكمبيوتر لدراسة حركة النيتروجين داخلها وايجاد الوسائل الكفيلة لإيصالها إلى جذور النباتات، وهذه الوسيلة ستساعد كثيراً في تحديد مواقع التربة التي تستوجب تسميدها للحصول على أفضل غلة زراعية، وبهذه الطريقة الاقتصادية لم تعد هناك حاجة إلى تسميد جميع الأرض الزراعية مما سيوفر مبالغ طائلة للمزراعين.

يتوقع خبراء الزراعة أن تعتمد الزراعة في المستقبل على جرارات زراعية مركبة عليها أجهزة استكشاف لجمع المعلومات اللازمة عن الحقول الزراعية وخصائصها الطبيعية، وعند تلقيم الكمبيوتر بهذه المعلومات يمكن مشاهدة شكل وحجم الغلات الزراعية على الشاشة مع الإرشادات العملية الواجب اتباعها لتحقيق أفضل إنتاج لهذا المحصول.

ويطمح العلماء إلى تحقيق أهداف أبعد من ذلك بكثير، فهم يأملون بالوصول إلى نظام زراعي يعمل على الكمبيوتر، ويمكنه تعيين الوسائل التي بواسطتها يتم تحديد الثمار المطلوبة ونسبة مكوناتها بعدما يحسبها الواقع الافتراضي في ذاكرته ويعرضها على الشاشة.